為什麼區塊鏈需要礦工或驗證器？

區塊鏈依靠POW和POS驗證器中的礦工來驗證交易，防止雙重支出並維持網絡安全和權力下放。

2025/04/13 08:43

基於Bitcoin和以太坊等加密貨幣的區塊鏈技術嚴重依賴礦工或驗證者來維持其完整性和功能。這些參與者在確保區塊鍊網絡的安全性，權力下放和效率方面發揮著至關重要的作用。本文研究了區塊鏈需要礦工或驗證者的原因，探索其在生態系統中的功能和重要性。

礦工在工作證明（POW）系統中的作用

在利用工作證明（POW）共識機制的區塊鍊網絡中，礦工至關重要。它們的主要功能是解決複雜的數學難題來驗證交易並將其添加到區塊鏈中。這個被稱為採礦的過程涉及：

• 驗證交易：礦工從網絡收集未確認的交易並驗證其真實性。
• 創建塊：驗證交易後，礦工將其分為一個塊。
• 解決難題：礦工競爭解決一個密碼拼圖，這需要重要的計算能力。
• 在鏈條上添加塊：第一個解決難題的礦工將在區塊鏈中添加新的區塊，並獲得新鑄造的加密貨幣和交易費用。

礦工確保僅將有效的交易添加到區塊鏈中，以防止雙重支出並維持網絡的完整性。它們的作用對於保持POW區塊鏈的分散性質至關重要，因為沒有一個實體可以控制驗證過程。

驗證者在股份證明（POS）系統中的作用

與POW相反，使用損失證明（POS）共識機制的區塊鍊網絡依賴於驗證器。選擇這些參與者根據他們持有的硬幣數量並願意將“股權”作為抵押品創建新塊。驗證器的功能包括：

• 積分：驗證者將一定數量的加密貨幣鎖定為股份，這可以保證其對網絡的承諾。
• 驗證交易：驗證者驗證交易並將其添加到新塊中。
• 創建塊：根據其股權，隨機選擇驗證器以創建新塊並將其添加到區塊鏈中。
• 獎勵和懲罰：驗證者會因成功添加塊而獲得獎勵，並且可能會因惡意行為而受到懲罰。

驗證者在維持POS區塊鏈的安全性和效率方面起著至關重要的作用。通過擁有自己的資產，他們對網絡的福祉產生了既得利益，這會阻止惡意活動並確保區塊鏈的平穩運行。

通過權力下放確保安全

礦工和驗證者都有助於區塊鍊網絡的權力下放。在POW系統中，採礦的分散性質可阻止任何單一實體控製網絡，因為它需要不切實際的計算能力。同樣，在POS系統中，基於利益分佈的驗證器的選擇可確保沒有任何單個驗證器可以主導網絡。

權力下放對於區塊鍊網絡的安全至關重要，因為它降低了攻擊的風險並確保網絡保持開放和所有參與者的訪問。礦工和驗證者是這種分散結構的骨幹，維持區塊鏈的完整性和可信度。

防止雙人支出並確保交易有效性

區塊鍊網絡需要礦工或驗證者的主要原因之一是防止雙重支出。當一個人嘗試多次花費相同的加密貨幣時，就會發生雙重支出。礦工和驗證者驗證每項交易，以確保發件人具有必要的資金，並且在將其添加到區塊鏈之前，交易是有效的。

交易驗證是確保區塊鍊網絡可靠性的關鍵功能。通過確認交易的真實性和有效性，礦工和驗證者保持了用戶對系統的信任和信心。

激勵參與和網絡維護

礦工和驗證者被激勵通過獎勵參與區塊鍊網絡。在Pow Systems中，礦工獲得了新的鑄造的加密貨幣和交易費用，以成功地向區塊鏈增加區塊。在POS系統中，驗證者為創建新塊和維護網絡而獲得獎勵。

這些激勵措施對於區塊鍊網絡的持續運行和維護至關重要。他們鼓勵參與者投資必要的硬件和資源來開採或驗證交易，以確保網絡的持續運營和增長。

促進網絡共識

達成共識是區塊鏈技術的一個基本方面。礦工和驗證者在對區塊鏈的狀態達成共識方面發揮了至關重要的作用。在POW系統中，當大多數礦工同意塊的有效性時，就達成共識。在POS系統中，通過基於驗證器的股權隨機選擇達成共識。

共識機制確保網絡中的所有參與者都同意交易的順序和有效性，並保持區塊鏈的完整性和一致性。沒有礦工或驗證者，就不可能達成共識，從而使區塊鏈無效。

常見問題

問：一個區塊鏈可以在沒有礦工或驗證器的情況下運行嗎？

答：不，沒有礦工或驗證者，區塊鏈將無法有效運行。這些參與者對於驗證交易，將它們添加到區塊鏈以及維護網絡的安全性和完整性至關重要。沒有它們，區塊鏈將容易受到攻擊，無法達成共識。

問：礦工和驗證者的角色有何不同？

答：POW系統中的礦工解決複雜的數學難題來驗證交易並將其添加到區塊鏈中，而POS系統中的驗證器是根據其股份選擇的，以創建新的區塊並驗證交易。這兩個角色對於維持區塊鏈的完整性至關重要，但它們在不同的共識機制下運作。

問：如果礦工或驗證者惡意行事會發生什麼？

答：在POW系統中，如果礦工試圖添加無效的區塊，其他礦工將拒絕這些區塊，從而阻止它們被添加到區塊鏈中。在POS系統中，可以通過失去股份來懲罰惡性行為的驗證者，這是對惡意行為的威懾。

問：礦工和驗證者的獎勵系統如何工作？

答：Pow Systems中的礦工獲得了新鑄造的加密貨幣和交易費用，以成功地向區塊鏈增加區塊。 POS系統中的驗證者可以為創建新塊和維護網絡而獲得獎勵，而獎勵通常來自交易費用，在某些情況下是新近鑄造的加密貨幣。